4.4
光的折射
一、单项选择题(共7小题;共28分)
1.
下列所示的现象中属于光的折射的是
?
A.
激光引导掘进方向
B.
水中倒影
C.
钢笔错位
D.
看到不发光的木板
2.
秋高气爽的夜里,当你仰望天空时会觉得星光闪烁不定,这主要是因为
?
A.
星星在运动
B.
地球在绕太阳公转
C.
地球的自转
D.
星光经过大气层后’折射光的方向随大气密度的变化而变化
3.
观察水边风景照片,会发现“倒影”部分比景物本身暗—些,这是由于
?
A.
眼睛的一种习惯性感觉
B.
入射到水面的光线有一部分进入水中
C.
光线被反射掉一部分
D.
照片质量有问题
4.
将一枚硬币放入一个不透明的空碗中,把碗放在桌上并慢慢向远处推移,直到眼睛看不到硬币为止(如图所示),再用水杯缓缓地向碗中倒水,当水面上升到一定高度时,又重新看到了碗底的硬币,则下列选项中能说明这种现象的光路图是
?
A.
B.
C.
D.
5.
在水深
的湖面上空,一只画眉鸟停在岸边柳树距水面
高的树枝上婉转地唱歌;在距岸边
的水中,一条红色的小鲤鱼悠然地游动静观湖面,“小鲤鱼”“画眉鸟’’和“柳树”浑然一体,好一幅如诗如画的美景!关于上述情景,下列阐述错误的是
?
A.
水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的一个虚像
B.
水中的“画眉鸟”距离水面
C.
站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于
D.
我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像
6.
气枪射击池中的鱼,为提高命中率,在射击时应瞄准
?
A.
看到的鱼
B.
看到的鱼再偏上
C.
看到的鱼再偏下
D.
看到的鱼再偏右
7.
下列现象可以用光的折射解释的是
?。
A.
道路“转弯镜”使视野更广阔
B.
水面“折枝”
C.
透过树叶的阳光
D.
阳光下人形成的影子
二、填空题(每空2分,共14分)
8.
如图所示是光线在空气中和玻璃中传播的情形,其中
,,指出入射光线是
?,折射光线是
?,界面是
?,入射角是
?,反射角是
?,折射角是
?,空气在界面的
?
侧。
三、实验题(共1小题;共12分)
9.
某同学在做探究光的折射特点实验,如图所示是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧通过实验还得到如下数据:
(1)分析表中数据,可得出结论:
①
当光从空气斜射到水面时,将同时发生
?
和
?
现象;
②
当光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:
?,且折射角
?(填‘‘大于”“小于”或“等于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零。
(2)该同学根据上述实验中的发现和结论
②
总结出了光的折射特点。请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。
是否存在不足?答:
?(填“是”或“否”);请简要说明理由
?。
四、作图题(共3小题;共24分)
10.
“井底之蛙,所见甚小”这个成语大家肯定都很熟悉,但‘‘井底蛙”也能扩大自己的视野,你信不信?请看:在一口干枯的井底正中央
点处趴着一只青蛙,它能看到的视野范围如下图甲所示,天降大雨时井中全部灌满水,若青蛙仍在
点,它的视野将发生变化,请你在图乙中利用光路图确定青蛙视野变化的大致范围,并用阴影线表示出来。
11.
如下图所示,潜水员眼睛在水下
点处,
点有条小鱼,
点有只小鸟,请作出潜水员观察鱼、鸟的光路图。
12.
如图所示,一激光灯从点
发出的一束射向水面的光,在界面发生反射和折射,折射光线经过
点,请你在图中作出入射光线及其相应的反射光线和折射光线(画出原图并作图)
五、简答题(共2小题;共22分)
13.
小猫叉不着鱼,觉得很奇怪(如图所示)。请你说明其中的物理道理。
14.
小雨在吃烤肉串时,偶然发现了一个现象:通过烤炉上方看对面的人,感觉对面的人好像在晃动。为什么会出现这种现象呢?小雨根据学过的知识进行分析:火炉方的空气被加热后,其疏密程度在不断发生变化,光进入这种不均匀的热空气会发生折射,传播方向也在不断生变化,因此看起来感觉对面的人在晃动。为了验证这分析是否正确,回到家后,小雨利用一支激光笔、一个有酒精的浅盘及火柴,进行了如下的探究。如下图所示,将激光笔固定在小桌上沿水平方向照射,看到激光笔发出的一束红光射向墙面,墙面上有一个红色光点保持不动,这说明光在均匀的空气中是
?
传播的。
如果要让这束红光穿过不均匀的空气,接下来小雨的做法应该是
?
如果小雨的分析是正确的,他观察到的现象应该是
?
答案
1.
C
【解析】激光引导掘进方向利用了光沿直线传播;水中倒影是平面镜成像,利用了光的反射;看到不发光的木板是光的漫反射现象,故A、B、D选项都不是光的折射。透过厚玻璃砖看到另一侧的钢笔错位了,属于光的折射现象,故C选项正确。
2.
D
【解析】大气层密度不稳定,星光在穿过大气层时,折射光线方向不断改变,使我们看到的星星的位置不停地晃动造成的。
3.
B
【解析】由于入射到水面的光线有一部分折射进入水中,反射光的能量(亮度)比从景物直接发出的入射光能量低,倒影是反射光形成的,所以倒影的亮度比真实的景物亮度要低。
4.
D
【解析】眼在空气中看水中的物体时,会感觉物体的位置变高了,这就是碗中硬币升高的原因,水中物体反射的光线射向空气中时,在水面发生折射,折射光线将远离法线,硬币则看起来好像是在折射光线的反向延长线上,所以选D项。
5.
B
【解析】水中的“画眉鸟”是光的反射现象(平面镜成像),由平面镜成像特点知,该像是画眉鸟的虚像,画眉鸟到水面的距离为
,水中“画眉鸟”到水面的距离也为
,故A项说法正确,B项说法错误;看到水中的“小鲤鱼”是光的折射形成的虚像,它在实际小鲤鱼的上方,因湖水深为
,则所看到的“小鲤鱼’’到水面的距离必定小于
,故C、D两项说法均正确。
6.
C
【解析】如图所示:水中的鱼反射的光从水射入空气中时,在水面处发生折射,导致人看到鱼的虚像位置比实际位置偏高,所以射击时应瞄准所看到鱼的下方才有可能射中鱼,故选C项。
7.
B
【解析】道路“转弯镜”通过凸面镜对光的反射,可起到扩大视野的作用,A选项错误;
水面“折枝”现象是由光的折射形成的,光由水斜射入空气,在水面处发生折射,人逆着折射光线看到的是光的折射形成的升高的虚像,B选项正确;
透过树叶的阳光传播的路线是直的,说明光在空气中沿直线播,C选项错误;
阳光下人形成的影子是由光的直线传播形成的,D选项错误。
8.
;;;;;;左。
9.
(1)
①
反射;折射
【解析】当光斜射到水面上时,一部分光又回到原来的介质中,这是反射现象;还有一部分光进入水中,但传播方向发生改变,这是折射现象。因此光斜射到水面上时,将同时发生反射和折射现象。
??????????②
折射角随入射角的增大而增大(或折射角随人射角的减小而减小);小于
【解析】从题表中的实验数据可以看出折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。
????(2)
是;探究过程不完整,还应该做其他多种透明介质之间的折射实验(回答合理即可)
【解析】把
②
的结论当作光的折射特点存在不足,只用水做实验偶然性太大,例如当光从玻璃斜射向空气时,折射角要大于入射角,为了使结论更具有普遍性,应换用多组透明介质进行实验。
10.
【解析】青蛙在井底看井外事物是井外的光射入了青蛙的眼中,当井中灌满水时,外界射来的光会在水面发生折射,折射角小于入射角,所以当较远处的光从空气斜射入水中时,折射光线将向法线方向偏折,这使得更大范围的光能够射入井内,青蛙也就能看见井外更大范围内的物体了。
11.
如下图所示
【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播,所以潜水员在水中观察
点的鱼时的光路就是直线
;在观察空中的小鸟时,光线在由空气经过水面进入水中时要发生折射,光由空气斜射入水中时折射角小于入射角,所以进入潜水员眼睛的折射光线
相对于入射光线
向法线一侧偏折。
12.
【解析】确定折射点:连接
交水面于点
,从
点向水面引垂线交水面于点
,折射点
应在
、
两点之间;画出反射光线:过反射点
垂直水面作出法线,根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中作出反射光线;画出折射光线:连接
即为题目要求的折射光线,如图所示:
13.
水中的鱼射向空气的光线在水面处发生折射,折射光线远离法线,此时猫所看到的实际是鱼的虚像。猫根据光沿直线传播的经验,叉向鱼的虚像,所以叉不着鱼。
【解析】光的折射有两种情况:一是光从空气斜射入水中,此时折射角小于入射角;二是光从水中斜射入空气中,此时折射角大于入射角,小猫在空气中看水中的鱼,光线是从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,小猫眼睛逆着折射光线看去,看到的是比实际位置高的鱼的虚像,而鱼又插入水中时是直线的,故小猫只能叉到鱼的虚像位置而叉不到鱼。
14.
沿直线;将装有酒精的浅盘放在激光笔前方的下侧,用火柴点燃酒精;墙上红色的光点在晃动
【解析】光沿直线传播是有条件的,即在同种均匀介质中,如在均匀的空气中光是沿直线传播的,但在不均匀的空气中光就不再沿直线传播。由于火焰上方的空气被加热后,其疏密程度会发生变化,激光的传播方向也随着空气疏密程度不同而发生变化。
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